Este documento discute a evolução da vida na Terra desde as primeiras células unicelulares até a origem dos eucariontes e organismos multicelulares. Apresenta evidências do modelo endossimbiótico para a origem dos eucariontes através da incorporação de bactérias por células hospedeiras, resultando em organelos como mitocôndrias e cloroplastos. Também explora os benefícios da multicelularidade e exemplos iniciais de organismos multicelulares preservados em registros fósseis

1. Biologia
Biologia 11º

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Que há de comum entre os
seres humanos e as rosas?
Nuno Correia 2011/12

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“É provável que todos os seres vivos
que há na Terra descendam de um
mesmo ancestral.”
Charles Darwin
Nuno Correia 2011/12

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 Por que razão todos os seres
vivos estão ligados como que
por uma rede universal que
torna os mecanismos da vida
profundamente idênticos?
 De onde provém, então da
diversidade de formas que
manifestam?
Nuno Correia 2011/12

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Nós, humanos, somos como um recém-nascido deixado na
soleira da porta sem um bilhete a explicar quem é, donde
veio, que carga hereditária de qualidades e defeitos traz
consigo ou quem seriam os seus antepassados. Estamos
ansiosos por ver a ficha do órfão.
Carl Sagan e Ann Druyan
Nuno Correia 2011/12

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No regresso ao passado...
 Cada indivíduo provêm dos seus progenitores,
todos provimos de um ancestral comum.
 Através dos fósseis somos conduzidos, até aos
primeiros seres vivos.
Nuno Correia 2011/12

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Nuno Correia 2011/12

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Comum
 Constituiçãobioquímica
 Código genético
 Processos básicos da vida
Nuno Correia 2011/12

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Unicelularidade e
multicelularidade
Nuno Correia 2011/12

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Nuno Correia 2011/12

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Inicio da Vida
 Asprimeiras células encontradas no registo fóssil
devem ter surgido num período que oscila entre
os 3800 e os 2500 milhões de anos e assemelham-
se aos actuais procariontes, representados pelas
bactérias e pelas cianobactérias. .
Nuno Correia 2011/12

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Estromatólitos
Nuno Correia 2011/12

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Características dos
procariontes
Nuno Correia 2011/12

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Os dados fornecidos pelos fósseis e a simplicidade
estrutural e funcional das células procarióticas
constituem os dois principais argumentos que
sustentam a hipótese dos seres procariontes terem
estado na origem da grande diversidade de vida na
Terra.
Nuno Correia 2011/12

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Células Eucarióticas
Nuno Correia 2011/12

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Nuno Correia 2011/12

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Nuno Correia 2011/12

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Nuno Correia 2011/12

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Origem dos eucariontes
Nuno Correia 2011/12

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O que se passou?
Nuno Correia 2011/12

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Qual a origem dos seres
eucariontes ?
Nuno Correia 2011/12

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Aspectos fundamentais do
modelo autogénico
Nuno Correia 2011/12

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Endossimbiose
Associação entre organismos diferentes em
que cada um deles (endossimbionte) vive
no interior do outro, beneficiando ambos
da associação.
Nuno Correia 2011/12

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 A simbiose é um meio pelo qual a aquisição de novos genomas
e novas valências metabólicas e organismais ocorrem,
permitindo a construção evolutiva dos organismos biológicos.
 A endossimbiose é um processo comparável à hibridação,
sendo uma via para a introdução de genomas
filogeneticamente distintos em associações íntimas de
organismos.
 O rápido aparecimento destas novas características ou
valências evolutivas adquiridas a partir dos organismos
associados contraria, a perspectiva gradualista.
Nuno Correia 2011/12

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http://transgenicosintocaveis.blogspot.com/search/label/%22Francisco%20Carrapi%C3
%A7o%22
Nuno Correia 2011/12

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Aspectos fundamentais do
modelo endossimbiótico
Nuno Correia 2011/12

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Modelo endossimbiótico
 Segundo este modelo, o
invólucro nuclear e os
sistemas endomembranares
também se originaram a
partir de invaginações da
membrana nuclear.
 As mitocôndrias e
cloroplastos resultaram da
incorporação de células
Lynn Margulis procarióticas por outras
células.
Nuno Correia 2011/12

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Nuno Correia 2011/12

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Nuno Correia 2011/12

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Argumentos
 Mitocôndrias e cloroplastos assemelham-se
a bactérias.
 Mitocôndrias e os cloroplastos têm o seu
próprio genoma.
 Dividem-se independentemente.
 Os ribossomas dos cloroplastos e
mitocôndrias são muito mais semelhantes
em tamanho e em características
bioquímicas aos dos procariontes.
 Existem associações simbióticas entre
bactérias e alguns eucariontes.
Nuno Correia 2011/12

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Giárdia
 Existem organismos
eucariontes que não
possuem mitocôndrias.
 A formação do
invólucro nuclear
antecedeu a
A giárdia (Giardia lamblia)
é um protozoário incorporação das
microscópico que parasita mitocôndrias.
o intestino dos mamíferos,
inclusive de seres humanos
Nuno Correia 2011/12

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Nuno Correia 2011/12

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Cloroplastos
A presença de cloroplastos nas plantas e algas
e sua ausência em fungos e animais apoiam a
incorporação sequencial das células
procarióticas por parte das células hospedeiras.
Nuno Correia 2011/12

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 Reclinomonas americana é o
protista com mitocôndrias mais
simples. Os genes destas
mitocôndrias são semelhantes
aos da bactéria causadora de
tifo Rickettsia prowazekii.
Rickettsia prowazekii
 Esta bactéria parasita divide-se
apenas dentro de células
eucarióticas, como acontece
com as mitocôndrias.
Nuno Correia 2011/12

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Resumo
Nuno Correia 2011/12

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(…) a simbiogénese representa, na nossa opinião, o principal
mecanismo evolutivo no estabelecimento da biodiversidade sobre a
qual a selecção natural actua, bem como no estabelecimento e
manutenção das comunidades biológicas. (…)
Francisco Carrapiço e Olga Rita
Nuno Correia 2011/12

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Questões em aberto
 Como se processa o controlo
da expressão de genes em
compartimentos diferentes da
célula?
 Como se processa a migração
da parte do material genético
dos organitos para o núcleo?
Nuno Correia 2011/12

38. É fácil admitir que, quando o nosso planeta se
encontrou povoado por uma biomassa imensa de
seres unicelulares, se tenham tornado frequentes
os fenómenos de predação.

39. Os organismos que apresentavam um aumento
de tamanho estavam em clara vantagem.

40. Uma célula maior pode mais facilmente capturar
outras células.

41. Os organismos não podem aumentar
indefinidamente de tamanho.

42. Quando há um aumento de
volume, aumenta também o
metabolismo, mas a célula
não pode contar com um
aumento equivalente na
eficácia das trocas com o
meio externo, uma vez que a
superfície não aumenta na
mesma proporção.

43. Acima de um tamanho crítico, as trocas entre a
célula e o meio não ocorrem com a celeridade
necessária para a vida da célula.

44.  Háduas formas possíveis
de um organismo maior
do que um milímetro
sobreviver:
 pode reduzir o seu
metabolismo;
 ou pode apresentar
multicelularidade;

45. O registo fóssil não esclarece a origem da
multicelularidade; contudo, em várias partes do
mundo, surgem fósseis de seres multicelulares
preservados em rochas há 2200 milhões de anos.

46. Os seres eucariontes
unicelulares constituem,
por vezes, agregados.
Quando estas associações
de eucariontes unicelulares
dizem respeito a seres da
mesma espécie gue
estabelecem ligações
estruturais entre si,
designam-se por
agregados coloniais ou
colónias.

47. Compare as colónias de algas verdes, em
relação:

48. Volvox é um género de de algas verdes que forma
colónias com 500 a 50 000 células com dois
flagelos, que, unindo-se por prolongamentos
citoplasmáticos e bainhas gelatinosas, formam
uma esfera oca.

49. Apesar de Volvox ser constituída por várias células
estruturalmente interdependentes, pois estão
ligadas entre si, sob o ponto de vista funcional não
ocorreu diferenciação, já que as células são todas
semelhantes, com excepção das células
reprodutoras.

52. A multicelularidade permite aos
organismos:
 Aumentar a dimensão
 Reduzir a taxa metabólica
 Aumentar a especialização
celular
 Ampliar a independência em
relação ao ambiente.
)
Equinodermes (fósseis